タイトル

開講年度 開講学部等
2025 大学院創成科学研究科（博士前期）
開講学期 曜日時限 授業形態 AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
前期 木1～2 講義  
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
3261220050 応用水工学特論[Applied Hydroscience and Hydraulic Engineering] 日本語 2
担当教員（責任）[ローマ字表記] メディア授業
朝位 孝二[ASAI Koji] ー
担当教員[ローマ字表記]
朝位 孝二　[ASAI Koji]
特定科目区分   対象学生   対象年次  
ディプロマ・ポリシーに関わる項目 カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
授業の目的と概要
流体による流動現象や移動現象は土木工学、機械工学、化学工学、航空宇宙工学など様々な分野において重要な物理現象の一つである。設計においてはこれらの現象を定量的に評価することが重要になるが、その方法として数値解析が重要な手法となっている。また現象そのものの理解においても数値解析は重要である。
この科目では初学者のための数値流体力学の基本の解説とそのパソコンを用いた数値解析の実践を行う。

流体運動や移動現象を支配する偏微分方程式の理解。
微分方程式の差分化と数値解の安定性の理解。
MAC法による非圧縮性流体の数値解析法の原理の理解。
線形移流方程式の数値解析プログラムを組むことができる。
授業の到達目標
流体運動や移動現象を支配する偏微分方程式を誘導することができる。
差分方程式による解の安定性を説明することができる。
MAC法による非圧縮性流体の数値解析法の原理を説明することができる。
プログラムを組み初歩的な流れ数値解析を行うことができる。
授業計画
【全体】
適宜プリントを配布し，それに従って講義を行う。
項目 内容 授業時間外学習 備考
第1回 流体運動の支配方程式 非圧縮性流体の運動を規定する連続の式と運動方程式の誘導について説明する。また応力テンソルについても説明する。 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第2回 レイノルズ方程式 乱流解析で用いられるレイノルズ方程式の誘導 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第3回 基礎方程式の一般座標系への座標変換 デカルト座標から一般座標への変換 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第4回 差分法の基礎 偏微分方程式を差分法に基づき代数方程式に変換する方法の説明 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第5回 差分解の安定性 数値解（差分解）の安定性の説明 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第6回 移流項の計算スキームの数値解法 各種移流項計算スキームの解説 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第7回 MacCormac法 MacCormac法の説明 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第8回 演習（プログラミング MacCormac法を用いたシミュレーションの実施 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第9回 近似リーマン解法（FDS法） FDS法の説明 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第10回 演習（プログラミング）
 		FDS法を用いたシミュレーションの実施 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第11回 非圧縮性流体の数値解析１ MAC法のアルゴリズム，有限体積法，スタッガード格子の説明 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第12回 非圧縮性流体の数値解析２ MAC法のプログラムの説明 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第13回 非圧縮性流体の数値解析３）
 		MAC法のプログラムの説明 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第14回 演習（プログラミング）
 		MAC法を用いたシミュレーションの実施 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
第15回 最近の数値流体力学の話題 未定 配布資料を復習すること．
学習時間目安：4時間以上．
※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】
A: --%　B: --%　C: --%　D: --%
成績評価法
授業内レポート60％，学期末最終レポート40％
教科書にかかわる情報
備考
はじめてのCFD,棚橋隆彦,コロナ社,1996年
非圧縮性流体解析,数値流体力学編集委員会,東京大学出版会,1995年
乱流の数値シミュレーション,梶島岳夫,養賢堂,1999年
流れの数値シミュレーション,日本機械学会,コロナ社,1988年
数値流体工学,荒川忠一,東京大学出版会,1994年
参考書にかかわる情報
備考
メッセージ
・一回でも無断欠席した場合はその時点で不合格とする。
・正当な理由がある場合は事前にあるいは事後速やかに連絡すること。
・正当な理由であっても欠席回数が多い場合は不合格になるので注意すること。
・研究室または自宅で自由に使用できるパソコンがあれば望ましい。FORTRANとPYTHONの基礎を各自で学習しておくこと。
キーワード
数値流体力学　差分法　MAC法
持続可能な開発目標（SDGs）

  • 気候変動に具体的な対策を
  • 海の豊かさを守ろう
(気候変動)気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる。
(海洋資源)持続可能な開発のために海洋・海洋資源を保全し、持続可能な形で利用する。
関連科目
履修条件
連絡先
kido@yamaguchi-u.ac.jp
オフィスアワー
講義の後

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